Stappen verbeterplan

4.2.1 Stap 1: Aanpassingen ten behoeve van reduceren volumeverschil De Smakt

Er zijn drie analyses die ten grondslag kunnen liggen aan het geobserveerde volumeverschil bij

meetlocatie De Smakt. De eerste analyse is het vaststellen of de constante aanvoerhoeveelheid van

gebiedsvreemd water realistisch is. Vervolgens is geanalyseerd wat de mogelijke bijdrage is van het

effluentvolume afkomstig van de RWZI. Als laatste zijn overstortvolumes geanalyseerd. De omvang van

de overstortvolumes bepaalt de keuze voor het eventueel toevoegen van de stedelijke afvoer op het

model.

Aanvoer gebiedsvreemd water

Het onjuist meenemen van de aanvoer van gebiedsvreemd water is een mogelijke oorzaak van het

geobserveerde volumeverschil bij De Smakt. Er zijn twee locaties waar gebiedsvreemd water het

studiegebied binnenkomt, namelijk Vredepaal en Vredepeel. Beide locaties hebben alleen invloed op de

afvoer bij meetlocatie De Smakt. In het huidige model zijn voor beide locaties constante

aanvoerhoeveelheden toegepast voor zowel de winter (oktober-februari) als de zomer

(maart-september). Bij Vredepaal is de winteraanvoer 150 l/s, terwijl de zomeraanvoer 300 l/s is. Tijdens de

winterperiode is er geen aanvoer bij locatie Vredepeel. De zomeraanvoer bij Vredepeel is 75 l/s. Door

een vergelijking te maken met de metingen is geanalyseerd in hoeverre de constante

aanvoerhoeveelheden overeenkomen met de werkelijkheid. De vergelijking maakt duidelijk dat de

constante aanvoerhoeveelheden voor beide locaties onjuiste afspiegelingen zijn (Figuur 4-1 voor

Vredepaal en BIJLAGE II voor Vredepeel). De omvang van de aanvoer bij Vredepeel is echter zo klein dat

de relevantie van deze aanvoerhoeveelheid beperkt is voor de afvoer bij De Smakt (dit geldt niet alleen

voor 2004, maar ook voor de overige jaren). Om deze reden blijven de constante aanvoerhoeveelheden

bij Vredepeel gehandhaafd. De omvang van de gemeten aanvoer bij Vredepaal ten opzichte van de

gemiddelde afvoer bij De Smakt is aanzienlijk groter. De metingen laten daarnaast ook zien dat de

zomeraanvoer kleiner is dan de winteraanvoer, terwijl het model uitgaat van een grotere aanvoer in de

zomerperiode (Figuur 4-1). Als gevolg van deze bevindingen is de keuze gemaakt om de constante

aanvoerhoeveelheid te vervangen voor de meetreeks van 2004.

39

Figuur 4-1: Aanvoermeetreeks Vredepaal 2004

Rioolwaterzuiveringsinstallatie (RWZI)

Naast het vervangen van de constante aanvoerhoeveelheden bij Vredepaal door een meetreeks is ook

geanalyseerd wat de mogelijke invloed is van het ontbreken van een effluentreeks afkomstig van de

RWZI. De RWZI ligt nabij meetlocatie De Smakt (Figuur 2-8). Het effluent heeft alleen invloed op de

totale afvoer bij de benedenstroomse meetlocatie. Om de mogelijke toegevoegde waarde van het RWZI-

effluent op de totale afvoer te beoordelen is geanalyseerd hoe groot de gemeten effluentvolumes zijn.

De beschikbare effluentgegevens zijn dagtotalen vanaf 2007. Op basis van de gegevens is geconstateerd

dat het effluentvolume in sterke mate wordt bepaald door de neerslag. Tijdens droge dagen is het

effluentvolume ongeveer 12.500m

³

/dag. Bij een neerslagvolume van 20mm/dag kan het effluentvolume

oplopen tot meer dan 35.000m

³

/dag. Een desbetreffende hoeveelheid komt overeen met 0,41m

³

/s. Op

basis van deze bevindingen is geconcludeerd dat de RWZI- effluent een duidelijke bijdrage heeft op de

afvoer bij De Smakt. Door de sterke afhankelijkheid voor neerslag heeft het effluent van de RWZI

mogelijk ook invloed op het simuleren van afvoerpieken. Omdat er geen effluentgegevens zijn voor het

jaar 2004 is een reeks samengesteld. Bij de reeks zijn voor verschillende neerslagintervallen

effluentvolumes toegekend (Tabel 4-1). De toegepaste neerslagintervallen en bijbehorende

effluentvolumes zijn gebaseerd op de metingen in de periode 2007-2012.

40

Tabel 4-1: Toegekende effluentvolumes per neerslaginterval

Neerslaginterval (mm) Effluentvolume (m

³

/dag)

0-3 12.500

3-6 20.000

6-9 25.000

9-12 30.000

12-15 35.000

>15 40.000

Stedelijke afvoer

De derde mogelijke oorzaak voor het volumeverschil tussen de meting en de simulatie is het niet

meenemen van de stedelijke afvoer in het huidige model. In het studiegebied bevinden zich

verschillende overstorten, voornamelijk in de omgeving van Venray. De mogelijke toegevoegde waarde

van de overstorten is bepaald door de gemeten overstortvolumes te analyseren. De gemeten

overstortvolumes maken duidelijk dat de overstortvolumes zeer onbetrouwbaar zijn. Voor sommige

overstorten zijn (bijna) geen overstortvolumes gemeten, terwijl monsters van het oppervlaktewater het

tegenovergestelde aantonen. Ook zijn onrealistisch grote overstortvolumes gemeten van meer dan 1

miljoen m

³

over een periode van 6 dagen. Dit komt overeen met een gemiddelde overstortafvoer van

2,8m

³

/s. Aanvullend op het analyseren van de gemeten overstortvolumes is een optimalisatiestudie van

ingenieursbureau Tauw geraadpleegd (Kluck, 2006). De optimalisatiestudie is gericht op het verbeteren

van het afvalwatersysteem rondom Venray. Als onderdeel van deze studie is een modelsimulatie

gemaakt van het rioleringssysteem. De simulatie geeft een voorspelling van overstortvolumes als gevolg

van extreme buien. De voorspelde overstortvolumes zijn relatief klein, namelijk ongeveer 0,15m

³

/s bij

een bui met een herhalingstijd van eens in de tien jaar. Door de onbetrouwbare metingen en de

bevindingen van de optimalisatiestudie is de keuze gemaakt om in het vervolg van dit onderzoek de

invloed van de stedelijke afvoer niet te beschouwen.

4.2.2 Stap 2: Aanpassing neerslaginvoer

Het model maakt op dit moment gebruik van de gemeten neerslag bij het KNMI- meetstation in Venray.

Het gaat hierbij om dagwaarden. De gemeten waarden zijn voor het gehele studiegebied zonder

ruimtelijke differentiatie toegepast. Dit betekent dat is aangenomen dat de gemeten neerslag in Venray

ook is opgetreden in de rest van het studiegebied. Deze aanname resulteert mogelijk in een onder- of

overschatting van de werkelijk opgetreden neerslag en daarmee van de afvoer. Om deze reden is de

neerslaginvoer aangepast. Dit is gedaan door voor de neerslag radargegevens te gebruiken. De

radargegevens zijn afkomstig van Meteobase.nl, een online serviceverlening van STOWA (STOWA,

2013). De radargegevens zijn echter schattingen. De schattingen zijn door verbeterde radarbeelden

vanaf 2000 nauwkeuriger (Versteeg, et al., 2013). Het verbeteringsproces is gedaan over het jaar 2004,

wat betekent dat de afvoersimulaties zijn beoordeeld met de verbeterde schattingen. Het gebruikmaken

van radarbeelden heeft als voordeel dat er beter rekening wordt gehouden met de ruimtelijke

differentiatie van neerslag. De radarbeelden van Meteobase zijn op een ruimtelijke schaal van 1x1km.

Daarnaast bevatten de radarbeelden neerslaggegevens op uurbasis. Door gebruik te maken van

neerslaggegevens op een hoger detailniveau in tijd en plaats is de verwachting dat de afvoer beter

41

wordt gesimuleerd. Dit geldt niet alleen voor het gemiddelde afvoerpatroon, maar door het toepassen

van een kleinere tijdschaal ook voor afvoerpieken.

Om de afzonderlijke invloed van de neerslagdetaillering in plaats en tijd vast te stellen, zijn er twee

analyses uitgevoerd. Allereerst is een analyse uitgevoerd die is gebaseerd op het verkleinen van de

ruimtelijke schaal en vervolgens een analyse die is gebaseerd op het verkleinen van de tijdschaal. Door

de onbetrouwbaarheid van de metingen bij meetlocatie Venrayse Broek is het niet mogelijk een

vergelijking met de afvoermetingen over het jaar 2004 te maken. Om de invloed van de ruimtelijke

detaillering, de eerste analyse, vast te stellen zijn voor Venrayse Broek de jaren 2000-2002 als

vergelijking gebruikt. De afvoermeetreeksen voor deze jaren zijn allemaal redelijk compleet en bevatten

voldoende afvoerpieken (Tabel 2-1 en BIJLAGE I). De tweede analyse is alleen gedaan voor meetlocatie

De Smakt. Het is eventueel mogelijk om de invloed van het simuleren op uurbasis bij Venrayse Broek te

beoordelen over een ander jaar dan 2004. Dit vraagt alleen naar een grote extra rekenintensiteit,

waardoor dit niet is gedaan.

4.2.3 Stap 3: Toevoegen oppervlakkige afvoer

Het optreden van stromingen over het maaiveld naar de watergangen kan worden veroorzaakt door:

1. Bodemverzadiging

2. Overschrijding infiltratiecapaciteit bodem door grote neerslagintensiteit

Het huidige model houdt voor het beschrijven van de oppervlakkige afvoer alleen rekening met

bodemverzadiging. Een verzadigde bodem is vaak het gevolg van langdurige gebeurtenissen, waarbij de

grondwaterstand het maaiveld bereikt. Desbetreffende gebeurtenissen spelen veelal in de winter een

rol. Het huidige model simuleert geen oppervlakkige afvoer als gevolg van het overschrijden van de

infiltratiecapaciteit van de bodem. De infiltratiecapaciteit wordt bepaald door factoren als het

bodemtype, bodemgebruik, begroeiing en reliëf (Massop, et al., 2012). Als onderdeel van het

modelverbeteringsproces is de mogelijke toegevoegde waarde van het optreden van oppervlakkige

afvoer door het overschrijden van de infiltratiecapaciteit onderzocht.

Het Simgro- model biedt de mogelijkheid om de infiltratiecapaciteit voor verharde en onverharde

gebieden in te stellen. Door de beperkte mogelijkheid van verharde gebieden om water op te nemen is

deze infiltratiecapaciteit ingesteld op 1mm/dag. Deze hoeveelheid betekent dat er oppervlakkige afvoer

optreedt bij een overschrijding van een neerslagetmaalsom van 1mm. Bij verharde gebieden stroomt dit

water voornamelijk via de riolering af naar een RWZI. Het gezuiverde water wordt vervolgens geloosd op

het oppervlaktewater. De invloed van het RWZI- effluent op de afvoer is onderdeel van de eerste stap in

het verbeteringsproces (4.2.1). De infiltratiecapaciteit van onverharde gebieden is groter en afhankelijk

van meerdere factoren. De infiltratiecapaciteit is vaak zeer locatie- en tijdsafhankelijk. Voor dit

onderzoek is er echter de keuze gemaakt om voor onverharde gebieden een stationaire waarde toe te

passen voor de infiltratiecapaciteit. Dit betekent dat de mogelijke differentiatie van de

infiltratiecapaciteit in tijd en plaats niet wordt meegenomen. Deze keuze is mede gebaseerd op de

bevindingen van het onderzoek van Massop et al. (2012). Massop et al. (2012) heeft onderzoek gedaan

naar de oppervlakkige afstroming bij zandige landbouwgronden in Noord- en Midden- Limburg. Er zijn

42

hierbij op drie proeflocaties infiltratiecapaciteiten bepaald en afstroomvolumes gemeten. De resultaten

laten zien dat het moeilijk te voorspellen is wat de omvang van het afstroomvolume is bij een bepaalde

infiltratiecapaciteit en/of neerslagvolume. De maatgevende infiltratiecapaciteit is daarom bepaald door

een relatief grote variatie van infiltratiecapaciteit te onderzoeken. Het gaat om stationaire

infiltratiecapaciteiten van 25, 30, 40 en 50mm/dag.

Voor dit onderzoek is alleen de invloed van de oppervlakkige afvoer beoordeeld bij meetlocatie De

Smakt gedurende het jaar 2004. De onbetrouwbare meetgegevens over het jaar 2004 en de grote

rekenintensiteit bij het kiezen van een ander jaar zijn de redenen voor het buiten beschouwing laten van

meetlocatie Venrayse Broek.

43

In document Stochastenmethode in regionaal waterbeheer: Het beoordelen of met de stochastenmethode een goede indicatie van normafvoeren kan worden gegeven door gebruik te maken van een hydrologisch Simgro-model (pagina 40-45)